敲低 SLC7A5:抑制胃癌恶性进展、克服奥沙利铂耐药的新希望

《Molecular Medicine》:Knockdown of SLC7A5 inhibits malignant progression and attenuates oxaliplatin resistance in gastric cancer by suppressing glycolysis

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:Molecular Medicine 6

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  为解决胃癌奥沙利铂耐药问题,研究人员开展 SLC7A5 相关研究,发现敲低 SLC7A5 可抑制胃癌进展及耐药,为胃癌治疗提供新方向。

  

胃癌治疗新突破:SLC7A5 基因的关键作用

胃癌,作为全球范围内常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率在各类癌症中都位居前列。在早期,通过有效的筛查和治疗手段,患者的术后生存率有所提高。然而,对于中晚期或复发的胃癌患者而言,化疗仍是主要的治疗方式之一,其中奥沙利铂(oxaliplatin)是常用的化疗药物,它通过抑制 DNA 合成来对抗肿瘤,在多种恶性肿瘤治疗中发挥着重要作用。

但随着奥沙利铂的广泛使用,越来越多的患者出现耐药现象,这极大地影响了治疗效果和患者的预后。耐药的产生涉及药物转运、代谢、DNA 修复以及细胞死亡途径改变等多种机制。因此,探索胃癌细胞对奥沙利铂耐药的机制,成为了临床治疗的迫切需求,也为胃癌治疗开辟新途径提供了关键方向。

为了攻克这一难题,苏州大学附属苏州医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于寻找与奥沙利铂耐药相关的基因(OXARGs),并深入探究这些基因在胃癌奥沙利铂耐药中的作用和机制。研究成果发表在《Molecular Medicine》杂志上,为胃癌的治疗带来了新的希望。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从 GEO 和 TCGA 数据库获取相关数据,进行生物信息学分析,筛选差异表达基因(DEGs)并进行富集分析,还对免疫浸润和 CNV 突变进行了研究。在细胞实验方面,培养胃癌细胞系,包括奥沙利铂耐药细胞系,进行细胞转染、CCK-8 检测细胞活力、EDU 染色观察细胞增殖、TUNEL 染色检测细胞凋亡等。动物实验则构建了裸鼠移植瘤模型,观察肿瘤生长情况。此外,还利用 RT-qPCR 和 WB 实验验证基因和蛋白表达水平。

研究结果如下:

  1. 功能富集分析:通过对 GSE128967 数据集的分析,共筛选出 316 个差异表达基因。GO 分析显示这些基因富集于体液免疫反应、含胶原的细胞外基质和外源性物质代谢过程等。KEGG 分析表明,上调的 DEGs 主要富集在 toll 样受体信号通路、NF-κB 信号通路、ECM - 受体相互作用等;下调的 DEGs 主要富集在 PPAR 信号通路和细胞色素 P450 对外源性物质的代谢等。GSEA 分析发现铂耐药相关基因(PRGs)主要富集在凋亡、ECM、Wnt、NF-κB 和 EMT 信号通路。

  2. 鉴定具有预后价值的奥沙利铂耐药相关基因:通过交集分析获得 24 个 OXARGs,其中 MT2A、NOTCH1 和 SLC7A5 对患者生存有显著影响。根据这 3 个基因的表达计算风险评分,将患者分为高风险(HS)和低风险(LS)组,发现 HS 组患者总生存时间更短,风险评分显著影响生存。

  3. 免疫浸润分析:风险评分与多种免疫细胞显著相关,HS 组患者抗癌免疫细胞浸润减少,免疫反应能力降低。SLC7A5 与 NK 细胞、角质形成细胞等正相关,与 M2 巨噬细胞等负相关;MT2A 和 NOTCH1 也与多种免疫细胞存在相关性。

  4. CNV 突变和药物敏感性分析:HS 组和 LS 组之间共有 18 个显著突变基因,HS 组 CNV 突变水平更高。预测药物敏感性发现,NOTCH1 与药物敏感性显著负相关,MT2A 和 SLC7A5 可能是胃癌特有的奥沙利铂耐药基因,LS 组药物敏感性更高,风险评分与药物敏感性显著负相关。

  5. 验证 MT2A、NOTCH1 和 SLC7A5 在奥沙利铂耐药胃癌细胞中的表达:在奥沙利铂耐药细胞系 MKN45R 和 HGC27R 中,MT2A 和 SLC7A5 表达增加,NOTCH1 表达降低。由于 MT2A 和 NOTCH1 已有较多研究,且 MT2A 研究结果与本次分析不一致,因此选择 SLC7A5 进行后续研究。

  6. 敲低 SLC7A5 对奥沙利铂耐药胃癌细胞恶性进程的影响:敲低 SLC7A5 显著抑制 MKN45R 和 HGC27R 细胞的增殖、迁移和侵袭能力,促进细胞凋亡,下调 MMP2 和 MMP9 表达,同时上调 Bax 表达,下调 Bcl-2 表达。

  7. 敲低 SLC7A5 对奥沙利铂耐药胃癌细胞糖酵解的影响:敲低 SLC7A5 显著降低 HGC27R 和 MKN45R 细胞中 HK2、LDHA、Glut1 和 PDK1 的表达,导致细胞外葡萄糖水平升高,乳酸水平降低,同时降低细胞的 ECAR 和 OCR,表明抑制了糖酵解。

  8. 敲低 SLC7A5 通过抑制糖酵解影响奥沙利铂耐药胃癌细胞恶性进程:添加谷胱甘肽(glutathione)可显著减轻敲低 SLC7A5 对细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的抑制作用,表明敲低 SLC7A5 通过抑制糖酵解抑制细胞恶性进程。

  9. 敲低 SLC7A5 对奥沙利铂耐药胃癌细胞体内生长和糖酵解相关蛋白表达的影响:体内实验显示,敲低 SLC7A5 显著抑制 MKN45R 和 HGC27R 细胞在裸鼠体内的生长,降低肿瘤组织中 HK2、LDHA、Glut1 和 PDK1 的表达。

  10. 敲低 SLC7A5 增强奥沙利铂耐药胃癌细胞对奥沙利铂的敏感性:体外和体内实验均表明,敲低 SLC7A5 可增强 HGC27R 和 MKN45R 细胞对奥沙利铂的敏感性,降低细胞的耐药指数,联合敲低 SLC7A5 和奥沙利铂治疗比单用奥沙利铂更能有效抑制肿瘤生长。

研究结论和讨论部分指出,本研究通过生物信息学分析和实验验证,明确了 SLC7A5 在胃癌奥沙利铂耐药中的重要作用。敲低 SLC7A5 可通过抑制糖酵解显著抑制奥沙利铂耐药胃癌细胞的生长、侵袭和迁移,诱导细胞凋亡,并增强细胞对奥沙利铂的敏感性。这一发现表明 SLC7A5 可能是胃癌治疗的潜在生物标志物和治疗靶点,为克服胃癌奥沙利铂耐药提供了新的策略,有望改善胃癌患者的治疗效果和预后。同时,研究人员还发现 SLC7A5 与免疫浸润和 CNV 突变密切相关,未来将进一步探索其深层机制,以及 ARID1A 作为重要抑癌基因对 SLC7A5 表达的影响,为胃癌治疗领域带来更多突破。

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